Radiologia Brasileira - Publicação Científica Oficial do Colégio Brasileiro de Radiologia

 

 

INTRODUÇÃO

O aumento das aplicações utilizando fontes de radiação beta (seladas e não seladas) na medicina, na indústria e na pesquisa implica a necessidade da realização de dosimetria metrologicamente confiável dos trabalhadores expostos a esse tipo de radiação.

A grandeza a ser determinada para a exposição ocupacional em campos de radiação beta é a dose equivalente na pele avaliada sobre 1 cm² de pele, independente da área exposta. Entretanto, um novo nome está sendo sugerido internacionalmente para essa grandeza, que passaria a ser denominada dose de radiação ponderada⁽¹⁾.

As partículas beta com energias de aproximadamente 60 keV podem alcançar uma profundidade de 0,07 mm no tecido. Um detector para monitoração da radiação beta deve ser capaz de avaliar a dose de radiação beta com energias maiores do que 60 keV⁽²⁾.

Para a determinação das doses de extremidade são geralmente utilizados detectores termoluminescentes devido às suas dimensões pequenas. Para a medida da dose equivalente na pele o detector deve ser fino, a fim de evitar uma atenuação significante da radiação⁽³⁾. Entretanto, a resposta da maioria dos dosímetros termoluminescentes depende da energia da radiação e da geometria de irradiação.

O objetivo deste trabalho foi estudar a dependência energética e angular de diferentes materiais termoluminescentes para escolha adequada do material a ser utilizado na monitoração de trabalhadores ocupacionalmente expostos à radiação beta.

 

MATERIAIS E MÉTODOS

Foram utilizados três tipos de dosímetros termoluminescentes de CaSO₄:Dy + teflon^(4–6), produzidos no Laboratório de Materiais Termoluminescentes do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), para detecção da radiação. A Tabela 1 apresenta as características físicas das amostras de CaSO₄:Dy + teflon estudadas. As amostras foram submetidas a tratamento térmico de 300°C durante uma hora, para reutilização.

 

 

O sistema padrão secundário de radiação beta do Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN, com fontes de ¹⁴⁷Pm, ²⁰⁴Tl e ⁹⁰Sr+⁹⁰Y, da Buchler GmbH & Co., Alemanha, foi utilizado para as irradiações (Tabela 2). Estas fontes possuem certificados de calibração do laboratório padrão primário alemão Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB).

 

 

Os detectores foram irradiados em um objeto simulador de polimetil metacrilato (lucite) de 15 mm de espessura e cobertos por uma folha de plástico com 1,20 mg.cm^–2 de densidade superficial.

O sistema leitor termoluminescente utilizado foi o Harshaw Nuclear System, modelo 2000A/B, com taxa de aquecimento linear de 10°C.s^–1 e o ciclo de leitura de 26 s, e fluxo constante de N₂ de 4,0 l.min^–1. Os três materiais estudados apresentam o pico dosimétrico a 220°C. A área sob as curvas de emissão termoluminescente foi integrada no intervalo de 140°C a 240°C.

 

RESULTADOS

A dependência energética de todas as amostras de CaSO₄:Dy + teflon foi verificada usando-se as fontes-padrão de radiação beta de ⁹⁰Sr+⁹⁰Y (3,5 mGy), ²⁴⁰Tl (1,8 mGy) e ¹⁴⁷Pm (8,5 mGy). As respostas termoluminescentes foram normalizadas para a resposta da radiação de ⁹⁰Sr+⁹⁰Y. As medidas foram ainda normalizadas para uma mesma dose absorvida (3,5 mGy).

A Figura 1 mostra a dependência energética dos três detectores de CaSO₄:Dy estudados. Os resultados são apresentados em termos da resposta termoluminescente por unidade de dose beta na superfície do objeto simulador, normalizados para a resposta termoluminescente por unidade de dose no tecido relativo à radiação beta de ⁹⁰Sr+⁹⁰Y.

 

 

As amostras de CaSO₄:Dy + teflon (50 mg) e de CaSO₄:Dy + teflon (20 mg) apresentaram praticamente a mesma dependência energética alta, enquanto as amostras de CaSO₄:Dy + teflon + 10% C apresentaram dependência energética de 60% no intervalo de energia estudado. Os resultados são comparativos aos obtidos para CaSO₄:Tm (60 µm) e CaSO₄:Tm (70 µm) por Caldas⁽⁷⁾, e para LiF (0,9 mm), LiF (0,4 mm), MgB₄O₇:Dy e LiF (Vinten) por Christensen e Prokié⁽⁸⁾.

A dependência angular dos três tipos de dosímetros de CaSO₄:Dy + teflon foi estudada para diferentes ângulos de incidência entre 0° e 90°, em campos de radiação beta de ⁹⁰Sr+⁹⁰Y (3,5 mGy). A Figura 2 apresenta a resposta termoluminescente dos três tipos de detectores estudados em função do ângulo de incidência da radiação.

 

 

A resposta termoluminescente apresentou dependência angular acentuada a partir de 45° para todos os tipos de materiais estudados. Este é o comportamento esperado para a maioria dos dosímetros termoluminescentes. As pastilhas de CaSO₄:Dy + 10% C se mostraram mais sensíveis que os outros dois materiais.

 

CONCLUSÃO

Os resultados obtidos no estudo da dependência energética e angular para diferentes dosímetros termoluminescentes expostos à radiação beta enfatizam a importância de se utilizar detectores finos para determinação da dose beta na pele.

As pastilhas de CaSO₄:Dy + 10% C apresentaram os melhores resultados de dependência energética e angular para utilização em monitoração beta.

 

Agradecimentos

À Dra. L.L. Campos, pelo fornecimento das amostras termoluminescentes, ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico e à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo pelo suporte financeiro parcial.

 

REFERÊNCIAS

1. ICRP – International Commission on Radiological Protection. 2005 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. (In press).        [  ]

2. Francis TM, O'Hagan JB, Richards DJ, Driscoll CMH. Responses of thermoluminescent materials to beta radiation and low energy photons. Radiat Prot Dosim 1986;17:89–92.        [  ]

3. Berus D, Cobens P, Buls N, Van den Broeck M, Van Holsbeeck G, Vanhavere F. Extremity doses of workers in nuclear medicine: mapping hand doses in function of manipulation. Proceedings of 11th International Congress of the International Radiation Protection Association. Madrid, Spain, 23–28 May, 2004.        [  ]

4. Campos LL, Lima MF. Dosimetric properties of CaSO₄:Dy teflon pellets produced at IPEN. Radiat Prot Dosim 1986;14:333–335.        [  ]

5. Campos LL, Lima MF. Thermoluminescent CaSO₄:Dy tefon pellets for beta radiation detection. Radiat Prot Dosim 1987;18:95–97.        [  ]

6. Campos LL. Graphite mixed CaSO₄:Dy TL dosemeters for beta radiation dosimetry. Radiat Prot Dosim 1993;48:205–207.        [  ]

7. Caldas LVE. Alguns métodos de calibração e de dosimetria da radiação beta. (Tese de Doutorado). São Paulo: Universidade de São Paulo, 1980.        [  ]

8. Christensen P, Prokié M. Energy and angular response of TL dosemeters for beta ray dosimetry. Radiat Prot Dosim 1986;17:83–87.        [  ]

 

 

Endereço para correspondência:
Dra. Sonia Garcia Pereira Cecatti
Rua Capote Valente, 710, Pinheiros
São Paulo, SP, 05409-002
E-mail: scecatti@fundacentro.gov.br

Recebido para publicação em 13/9/2005.
Aceito, após revisão, em 18/10/2005.

 

 

* Trabalho realizado no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares/Comissão Nacional de Energia Nuclear, São Paulo, SP.